DE3687089T3 - Verfahren zur Herstellung einer Kupferfolie durch elektrolytische Abscheidung. - Google Patents

Verfahren zur Herstellung einer Kupferfolie durch elektrolytische Abscheidung.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein kontinuierliches Verfahren zum Herstellen einer elektrolytisch abgeschiedenen Kupferfolie.
  • In der jüngsten Zeit wurde auf dem Gebiet der elektronischen Industrie einschließlich der Computerindustrie intensiv eine Vielfachschichtung von Schaltungen versucht, um eine hohe Dichte und Zuverlässigkeit zu erreichen. Insbesondere herrschen gedruckte Mehrschichtschaltungsplatten vor.
  • Bisher wurden elektrolytisch abgeschiedene Kupferfolien im allgemeinen bei Kupfer-Hüll-Schichtwerkstoffen verwandt. Derartige Folien werden nach einem elektrolytischen Verfahren erhalten, bei dem eine Kathodentrommel in einem Elektrolyten mit einem Klebstoffzusatz und einem ähnlichen Zusatz gedreht wird, der durch eine elektrolytische Zelle hindurchgeht, um Kupfer auf der sich drehenden Kathodentrommel elektrolytisch abzuscheiden, und bei dem anschließend die in dieser Weise elektrolytisch abgeschiedene Kupferfolie davon fortlaufend abgelöst wird, während die Trommel gedreht wird.
  • Die elektrolytisch abgeschiedenen Kupferfolien, die nach dem bekannten Verfahren hergestellt werden, werden in ihren mechanischen Eigenschaften durch Anlassen bei einer Temperatur von nur etwa 170ºC nicht wesentlich verbessert, und die Folien sind weniger falzfest als gehämmerte Kupferfolien.
  • Die bekannten elektrolytisch abgeschiedenen Kupferfolien haben eine Dehnung von nur etwa 3% oder weniger bei erhöhter Temperatur (z. B. in einer Atmosphäre bei 180ºC), und sie werden in Klassen 1 bis 4 in Abhängigkeit von ihren Eigenschaften nach Maßgabe der IPC-CF-150E eingeordnet, die die ANSI Norm für Kupferfolien ist. Insbesondere die Klasse 4 fordert eine Dehnung von wenigstens 4% bei 180ºC durch Anlassen. Es wurde als schwierig angesehen, daß Kupferfolien eine Dehnung von wenigstens 4% bei 180ºC ohne Anlassen haben.
  • Die bekannten elektrolytisch abgeschiedenen Kupferfo lien neigen darüberhinaus zur Rißbildung bei der Herstellung gedruckter Schaltungsplatten, insbesondere mehrschichtiger gedruckter Schaltungsplatten aufgrund der Wärmespannungen an den Folien in diesem Arbeitsschritt, und sie sind nicht so zuverlässig, daß sie bei der Herstellung von flexiblen Druckschaltungsplatten verwandt werden können, für die die Falzfestigkeit wichtig ist.
  • Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, ein kontinuierliches Verfahren zum Herstellen einer elektrolytisch abgeschiedenen Kupferfolie zu schaffen, die eine hohe Dehnung und eine hohe Zugfestigkeit nicht nur bei Raumtemperatur sondern auch bei einer erhöhten Temperatur von beispielsweise 180ºC zeigt.
  • Die vorliegenden Erfinder haben einige zehnmal Versuche unternommen, um eine elektrolytisch abgeschiedene Kupferfolie herzustellen, die bei anliegenden Wärmespannungen nicht reißt und eine hohe Dehnung bei erhöhter Temperatur (180ºC zum Beispiel) entsprechend den Erfordernissen haben kann, die durch die MIL-P-5510C vorgeschrieben sind.
  • Während der praktischen Durchführung der Versuche haben sie herausgefunden, daß dann, wenn sie einen Elektrolyten zum Zweck der Reinigung des Elektrolyten behandelten und ein Kupferionen enthaltender Elektrolyt, der wenigstens zu 60 Vol.% fortlaufend mit Aktivkohle behandelt wurde, sofort der Elektrolyse zugeführt wurde, elektrolytisch abgeschiedene Kupferfolien mit sehr speziellen mechanischen Eigenschaften erhalten wurden. Die Erfindung basiert auf diesem Ergebnis oder dieser Entdeckung.
  • Die vorliegende Erfindung besteht insbesondere in einem kontinuierlichem Verfahren zum Herstellen einer elektrolytisch abgeschiedenen Kupferfolie, das das Elektrolysieren eines Kupferionen enthaltenden Elektrolyten umfaßt, der aus 50-100 g/l Kupferionen und einem Element besteht, das aus der Gruppe gewählt ist, die aus 80-180 g/l Schwefelsäure, 5- 50 g/l Salzsäure und einem Fluorborsäuresalz in einer Menge besteht, die einem pH-Wert von 0,1-2,0 entspricht, wobei das Elektrolysieren bei einer Elektrolyttemperatur von 40-60ºC und einer Stromdichte von 30-120 A/dm² durchgeführt wird, wobei wenigstens 60 Vol.% des Elektrolyten fortlaufend mit Aktivkohle behandelt wurden, indem sie durch eine Säule aus Aktivkohle mit einer Geschwindigkeit von 5-100 cm/s geführt wurden, und der Elektrolyt fortlaufend innerhalb von 20 Minuten nach der Behandlung mit Aktivkohle elektrolysiert wird.
  • Die Arbeitsbedingungen zum Herstellen einer elektrolytisch abgeschiedenen Kupferfolie sind insbesondere die folgenden:
  • 1. Kupferkonzentration im Bad
  • 50-100 g/l, vorzugsweise 70-90 g/l
  • Wenn die Kupferkonzentration unter 50 g/l liegt, ist es unmöglich, mit einer hohen Stromdichte zu elektrolysieren. Das benutzte Kupfersalz wird andererseits leicht aus dem Bad bei einer Kupferkonzentration von mehr als 100 g/l auskristallisieren.
  • 2. Säurekonzentration im Bad
  • (1) Wenn Schwefelsäure benutzt wird, 80-180 g/l, vorzugsweise 100-150 g/l
  • (2) Wenn Salzsäure benutzt wird, 5-50 g/l, vorzugsweise 10-30 g/l
  • (3) Wenn Pyrophosphat benutzt wird, 200-500 g/l, vorzugsweise 240-470 g/l (für Natriumsalz)
  • (4) Wenn ein Fluorborsäuresalz benutzt wird, liegt der pH-Wert des Bades im Bereich von 0,1-2,0, vorzugsweise 0,3-1,4
  • Wenn die Säurekonzentration im Bad unter den oben erwähnten unteren Grenzwerten liegt, dann wird die Badspannung unwirtschaftlich hoch, während dann, wenn sie über dem obe ren Grenzwert liegt, die Elektrode in unerwünschter Weise schnell verbraucht wird.
  • 3. Badtemperatur
  • 40-60ºC, vorzugsweise 45-55ºC
  • Bei einer Badtemperatur unter 40ºC neigt das Kupfersalz zum Auskristallisieren aus dem Bad, in dem das Salz gelöst ist. Eine ungewöhnliche Kupferabscheidung tritt andererseits leicht bei einer Temperatur von mehr als 60ºC auf.
  • 4. Geschwindigkeit
  • 5-100 cm/s, vorzugsweise 20-50 cm/s
  • Es ist notwendig, 60-100% eines Elektrolyten mit Aktivkohle zu behandeln, da sonst keine elektrolytisch abgeschiedene Kupferfolien mit ausreichenden Eigenschaften gemäß der Erfindung erhalten werden. Die Verwendung einer Geschwindigkeit von 5 cm/s erlaubt es, daß nahezu 100% eines Elektrolyten mit Aktivkohle behandelt werden, während die Verwendung einer Geschwindigkeit von mehr als 100 cm/s den Nachteil hat, daß ein großformatiger Turm benötigt wird, der mit Aktivkohle bepackt ist.
  • 5. Stromdichte
  • 30-120 A/dm², vorzugsweise 50-100 A/dm² Die Verwendung einer Stromdichte unter 30 A/dm² wird dazu führen, daß Folien mit unzureichenden Eigenschaften hergestellt werden, während bei mehr als 120 A/dm² die Neigung zu einer ungewöhnlichen Kupferabscheidung besteht.
  • Um elektrolytisch abgeschiedene Kupferfolien gemäß der vorliegenden Erfindung zu erhalten, ist es notwendig, einen Kupferionen enthaltenden Elektrolyten zu verwenden, der zu wenigstens 60 Vol.% mit Aktivkohle behandelt worden ist. Wenn weniger als 60 Vol.% des Elektrolyten derart behandelt worden sind, dann werden elektrolytisch abgeschiedene Kupferfolien mit hoher Dehnung bei erhöhter Temperatur nicht erhalten. Es ist darüberhinaus notwendig, den Elektrolyten, der mit Aktivkohle behandelt ist, innerhalb von 20 Minuten nach dieser Behandlung zu verwenden. Wenn dieser Elektrolyt mehr als 20 Minuten nach dieser Behandlung benutzt wird, dann werden elektrolytisch abgeschiedene Kupferfolien mit hoher Dehnung bei erhöhter Temperatur nicht erhalten. Diesbezüglich erfolgte eine derartige Behandlung mit Aktivkohle bisher zum Zweck der Reinigung von Elektrolyten, im Gegensatz zur vorliegenden Erfindung sollten die in dieser Weise behandelten Elektrolyten jedoch nicht der Elektrolyse innerhalb von 20 Minuten nach der Behandlung unterworfen werden, sie werden gewöhnlich wenigstens einen Tag lang aufbewahrt.
  • Das Verfahren zum Herstellen einer elektrolytisch abgeschiedenen Kupferfolie der Erfindung wird im folgenden unter Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen erläutert, in denen
  • Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum fortlaufenden Herstellen von elektrolytisch abgeschienenen Kupferfolien zeigt;
  • Fig. 2(a) und 2(b) mikrofotografische Darstellungen (1000-fache Vergrößerung) sind, die die metallografische Struktur einer elektrolytisch abgeschiedenen Kupferfolie zeigen, die durch das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung hergestellt ist, und zwar vor und nach dem Anlassen jeweils;
  • Fig. 3(a) und 3(b) mikrofotografische Darstellungen (1000-fache Vergrößerung) sind, die die metallografische Struktur einer elektrolytisch abgeschiedenen Vergleichskupferfolie vor und nach dem Anlassen jeweils zeigen; und
  • Fig. 4(a) und 4(b) mikrofotografische Darstellungen (1000-fache Vergrößerung) sind, die die metallografische Struktur einer weiteren gehämmerten Vergleichskupferfolie vor und nach dem Anlassen jeweils zeigen.
  • Was nun Fig. 1 anbetrifft, so bezeichnen die Bezugszeichen 1 bis 6 eine Leitung zum Einführen eines Elektrolyten, einen Turm, der mit Aktivkohle bepackt ist, eine elektrolytische Zelle, eine Kathodentrommel, unlösliche Anoden und eine elektrolytisch abgeschiedene Kupferfolie jeweils. Mit einem Pfeil ist die Richtung bezeichnet, in der der Elektrolyt fließt.
  • Das Verfahren der Herstellung von elektrolytisch abgeschiedenen Kupferfolien der vorliegenden Erfindung ist nahezu gleich dem bekannten Verfahren insofern, als diese Verfahren eine fortlaufende elektrolytische Abscheidung umfassen, ersteres ist jedoch deutlich dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein bestimmter Teil des Elektrolyten durch eine mit Aktivkohle bepackte Schicht beispielsweise mit einer Geschwindigkeit von 30 cm/s oder weniger unmittelbar vor der Elektrolyse geleitet wird und daß anschließend sowohl der mit dem Aktivkohle behandelte Teil als auch der Rest des Elektrolyten der Elektrolyse innerhalb von 20 Minuten nach der Behandlung mit der Aktivkohle unterworfen werden, wobei das Elektrolysieren bei einer Elektrolyttemperatur von 40- 60ºC und einer Stromdichte von 30-120 A/dm² durchgeführt wird.
  • Es wird insbesondere eine feste Menge an Elektrolyt, der über eine Leitung 1 zum Zuführen eines Elektrolyten zugeführt wird, in einen Turm 2 geleitet, der mit Aktivkohle bepackt ist, wo die bestimmte Menge an Elektrolyt mit der Aktivkohle behandelt wird. Der bestimmte Anteil des Elektrolyten wird dann zusammen mit dem Rest des Elektrolyten in eine elektrolytische Zelle geleitet, wo der gesamte Elektrolyt innerhalb von 20 Minuten nach der Behandlung mit der Aktivkohle elektrolysiert wird. Es ist bei dieser Elektrolyse notwendig, daß wenigstens 60 Vol.% des Elektrolyten in der elektrolytischen Zelle 3 vorher behandelt worden sind und der mit Aktivkohle behandelte Teil des Elektrolyten zusammen mit dem Rest der Elektrolyse innerhalb von 20 Minuten nach der Behandlung mit der Aktivkohle unterworfen wird. Die Elektrolyse wird unter Verwendung der Kathodentrommel 4 und der unlösbaren Anoden 5 ausgeführt, um eine Kupferfolie 6 auf der Kathodentrommel 4 abzuscheiden. Die Zusammensetzung des Elektrolyten, die Zeit für die Elektrolyse, die Stromdichte, die Temperatur des elektrolytischen Bades und ähnliche Parameter werden in geeigneter Weise je nach Wunsch festgelegt. Die elektrolytisch abgeschiedene Kupferfolie 6 auf der Kathodentrommel 4 wird abgelöst und dann für Kupfer- Hüll-Schichtwerkstoffe und ähnliches verwandt.
  • Die elektrolytisch abgeschiedenen Kupferfolien, die in dieser Weise gebildet werden, unterscheiden sich von den bekannten Folien sowohl aufgrund des Effektes der Reinigung des Elektrolyten mit Aktivkohle als auch des Effektes, der der Oxydation-Reduktion des Metallkations im Elektrolyt zuzuschreiben ist, und sie sind in allen mechanischen Eigenschaften verglichen mit herkömmlichen elektrolytisch abgeschiedenen Kupferfolien zufriedenstellend, und sie zeigen gleiche oder ausgezeichnete Eigenschaften sogar verglichen mit gehämmerten Kupferfolien. Sie sind in hohem Maße überlegen, insbesondere bezüglich der Dehnung bei erhöhter Temperatur, und sie sind extrem zufriedenstellend bezüglich der Falzfestigkeit nach einer Erwärmung (die manchmal im folgenden als Nacherwärmungsfalzfestigkeit bezeichnet wird) verglichen mit den herkömmlichen elektrolytisch abgeschiedenen Kupferfolien.
  • Die Erfindung wird im einzelnen aufgrund der folgenden Beispiele und Vergleichsbeispiele verständlich werden.
  • Beispiel 1
  • Unter Verwendung einer sauren Kupfersulfatlösung mit 280 g/l Kupfersulfat (CuSO&sub4; 5H&sub2;O) und. 100 g/l Schwefelsäure wurde eine Elektrolyse bei einer Lösungstemperatur von 45ºC und einer Stromdichte von 50 A/dm² unter den folgenden Bedingungen durchgeführt.
  • Die Elektrolyse wurde fortlaufend unter Verwendung eines Elektrolyten durchgeführt, von dem 90 Vol.% fortlaufend mit Aktivkohle bei einer Geschwindigkeit von 20 cm/s behandelt wurden. Der in dieser Weise behandelte Teil des Elektrolyten wurde zusammen mit seinem Rest der Elektrolyse 10 Minuten nach der Behandlung unterworfen.
  • Die in dieser Weise erhaltenen 35 um starken elektrolytisch abgeschiedenen Kupferfolien zeigten eine Zugfestigkeit, Dehnung und MIT Falzfestigkeit bei Raumtemperatur (23ºC) nach einer Erwärmung auf 180ºC über eine Stunde und bei einer erhöhten Temperatur (180ºC) jeweils, wie es in der Tabelle 1 angegeben ist. Gleichzeitig sind in Tabelle 1 auch die Normen in den Klassen 1-4 dargestellt, die in der IPF- CF-150E vorgeschrieben sind. Mikrofotografien (1000-fache Vergrößerung) der metallografischen Struktur dieser elektrolytisch abgeschiedenen Kupferfolien, wie sie erhalten werden und nach der Erwärmung sind jeweils in den Fig. 2(a) und (b) gezeigt.
  • Beispiel 2
  • Dem Verfahrensablauf nach Beispiel 1 wurde mit der Ausnahme gefolgt, daß eine saure Kupfersulfatlösung, die 320 g/l Kupfersulfat (CuSO&sub4; 5H&sub2;O) und 130 g/l Schwefelsäure umfaßte, als Elektrolyt verwandt wurde und die Elektrolyse bei einer Lösungstemperatur von 50ºC, einer Stromdichte von 80 A/dm² durchgeführt wurde, während 80% des Elektrolyten mit Aktivkohle bei einer Geschwindigkeit von 35 cm/s behandelt wurde und der in dieser Weise behandelte Teil des Elektrolyten zusammen mit seinem Rest der Elektrolyse 5 Minuten nach der Behandlung mit der Aktivkohle unterworfen wurde.
  • Beispiel 3
  • Dem Verfahrensablauf nach Beispiel 1 wurde mit der Ausnahme gefolgt, daß eine saure Kupfersulfatlösung, die 380 g/l Kupfersulfast (CuSO&sub4; 5H&sub2;O) und 150 g/l Schwefelsäure umfaßt, als Elektrolyt verwandt wurde und die Elektrolyse bei einer Lösungstemperatur von 55ºC, einer Stromdichte von 100 A/dm² durchgeführt wurde, während fortlaufend 70% des Elektrolyten mit Aktivkohle bei einer Geschwindigkeit von 50 cm/s behandelt wurden und der in dieser Weise behandelte Teil des Elektrolyten zusammen mit seinem Rest der Elektrolyse 3 Minuten nach der Behandlung mit der Aktivkohle unterworfen wurde.
  • Beispiel 4
  • Es wurde dem Verfahrensablauf nach Beispiel 1 gefolgt, es wurde jedoch als Elektrolyt eine saure Kupferchloridlösung verwandt, die 110 g/l Kupferchlorid (CuCl&sub2;) und 20 g/l Salzsäure umfaßt, und es wurde die Elektrolyse der Chloridlösung bei einer Lösungstemperatur von 55ºC und einer Stromdichte von 80 A/dm² durchgeführt, während fortlaufend 70% des Elektrolyten mit Aktivkohle bei einer Geschwindigkeit von 50 cm/s behandelt wurden und der in dieser Weise behandelte Teil des Elektrolyten zusammen mit seinem Rest der Elektrolyse 10 Minuten nach der Behandlung mit der Aktivkohle unterworfen wurde.
  • Beispiel 5
  • Es wurde dem Verfahrensablauf nach Beispiel 1 gefolgt, es wurde jedoch als Elektrolyt eine saure Kupferchloridlö sung verwandt, die 140 g/l Kupferchlorid (CuCl&sub2;) und 10 g/l Salzsäure umfaßt, und es wurde die Elektrolyse der Chloridlösung bei einer Lösungstemperatur von 45ºC und einer Stromdichte von 50 A/dm² durchgeführt, während 90% des Elektrolyten fortlaufend mit Aktivkohle bei einer Geschwindigkeit von 20 cm/s behandelt wurden und der in dieser Weise behandelte Teil des Elektrolyten zusammen mit seinem Rest der Elektrolyse 5 Minuten nach der Behandlung mit der Aktivkohle unterworfen wurde.
  • Vergleichsbeispiel 1
  • Es wurde dem Verfahrensablauf des Beispiels 1 mit der Ausnahme gefolgt, daß keine Behandlung mit Aktivkohle erfolgte, um 35 um starke elektrolytisch abgeschiedene Vergleichskupferfolien zu erhalten, die eine Zugfestigkeit, Dehnung und MIT Falzfestigkeit bei Raumtemperatur (23ºC) nach einer Erwärmung auf 180ºC über eine Stunde und bei erhöhter Temperatur (180ºC) jeweils zeigten, wie es in der Tabelle 1 dargestellt ist. Zusätzlich sind Mikrofotografien (1000-fache Vergrößerung) der metallografischen Struktur dieser Kupferfolien, wie sie erhalten wurden und nach der Erwärmung in den Fig. 3 (a) und 3(b) jeweils wiedergegeben.
  • Vergleichsbeispiel 2
  • 35 im starke gehämmerte Kupferfolien (gehämmerte Kupferfolien TPC-35 zur Verwendung bei gedruckten Schaltungen, hergestellt von Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd.) zeigen eine Zugfestigkeit, Dehnung und MIT Falzfestigkeit bei Raumtemperatur, nach einer Erwärmung auf 180ºC über eine Stunde und bei erhöhter Temperatur (180ºC) jeweils, wie es in der Tabelle 1 dargestellt ist. Weiterhin sind Mikrofotografien (1000-fache Vergrößerung) der metallografischen Struktur der gehämmerten Kupferfolien so wie sie erhalten werden und nach einer Erwärmung in den Fig. 4 (a) und 4 (b) jeweils wiedergegeben. Tabelle 1
  • Bemerkung: Raumtemperatur: Bei Raumtemperatur (23ºC)
  • Nacherwärmung: Nach einem Erwärmen über eine Stunde auf 180ºC
  • Erhöhte Temp.: Bei erhöhter Temperatur (180ºC)
  • Aus Tabelle 1 ist ersichtlich, daß die elektrolytisch abgeschiedenen Kupferfolien gemäß der vorliegenden Erfindung allen Erfordernissen in den Klassen 1 bis 4 genügen, die in der IPC-CF-150E vorgeschrieben sind, und eine Falzfestigkeit zeigen, die in dem bevorzugten Bereich liegt. Im Gegensatz dazu genügen die elektrolytisch abgeschiedenen Vergleichskupferfolien des Vergleichsbeispiels 1 nicht der Dehnung (Raumtemperatur) der Klasse 2 und den Dehnungen (erhöhte Temperatur) der Klassen 3 und 4. Sie müssen wärmebehandelt werden und zeigen gleichfalls eine niedrige Falzfestigkeit verglichen mit derjenigen, die beim Beispiel 1 erhalten wird. Die gehämmerten Kupferfolien, die beim Vergleichsbeispiel 2 erhalten werden, genügen nicht der Dehnung (Raumtemperatur) der Klassen 1 bis 4, müssen wärmebehandelt werden und zeigen eine niedrige Falzfestigkeit verglichen mit der, die beim Beispiel 1 erhalten wird.
  • Die metallografischen Strukturen der Kupferfolien (wie sie erhalten werden und nach der Erwärmung) gemäß Beispiel 1 und gemäß der Vergleichsbeispiele 1 bis 2 sind in den Fig. 2 (a), 2 (b), 3 (a), 3 (b), 4 (a) und 4 (b) jeweils dargestellt, aus denen ersichtlich ist, daß die elektrolytisch abgeschiedenen Kupferfolien des Beispiels 1 nach einer Erwärmung auf 180ºC über eine Stunde Makrokristalle bilden und zwar im Unterschied zu den elektrolytisch abgeschiedenen Kupferfolien des Vergleichsbeispiels 1 (s. Fig. 2 (b)), jedoch ähnlich wie bei den gehämmerten Kupferfolien des Vergleichsbeispiels 2. Wie es in Tabelle 1 angegeben ist, zeigen die Kupferfolien des Beispiels 1 eine Dehnung (Nacherwärmung) von bis zu 19% und sind diese Folien wesentlich besser bezüglich der Falzfestigkeit, die bei flexiblen gedruckten Schaltungsplatten erforderlich ist.
  • Die obigen Ergebnisse (Tabelle 1) wurden über eine Prüfung von 35 um starken Kupferfolien erhalten, nahezu gleiche Ergebnisse wurden jedoch auch durch die gleiche Prüfung von 18 um starken und 70 um starken Kupferfolien erhalten.
  • Beispiele 6-8 und Vergleichsbeispiele 3-4
  • Eine saure Kupfersulfatlösung mit 280 g/l Kupfersulfat (CuSO&sub4; 5H&sub2;O) und 100 g/l Schwefelsäure als Elektrolyt wurde einer Elektrolyse bei einer Lösungstemperatur von etwa 50ºC und einer Stromdichte von 50-150 A/dm² unter den folgenden weiteren Bedingungen unterworfen.
  • Die Elektrolyse wurde fortlaufend durchgeführt, während ein Elektrolyt verwandt wurde, der fortlaufend teilweise oder insgesamt mit Aktivkohle bei einer Geschwindigkeit von 30 cm/s behandelt wurde. Der in dieser Weise mit Aktivkohle behandelte Teil des Elektrolyten oder der mit Aktivkohle behandelte Gesamtelektrolyt wurden bei der Elektrolyse 5 Minuten nach der Behandlung benutzt, wodurch 35 um starke elektrolytisch abgeschiedene Kupferfolien erhalten wurden.
  • Tabelle 2 zeigt die Dehnungen (bei erhöhter Temperatur, 180ºC) der in dieser Weise erhaltenen elektrolytisch abgeschiedenen Kupferfolien und den Teil des Elektrolyten, der mit Aktivkohle behandelt wurde. Tabelle 2
  • Aus Tabelle 2 ist ersichtlich, daß die elektrolytisch abgeschiedenen Kupferfolien der Beispiele 6 bis 8, die unter Verwendung eines Elektrolyten bei der Elektrolyse erhalten wurden, von dem wenigstens 60 Vol.% mit Aktivkohle vor der Elektrolyse behandelt wurden, zeigen hohe Dehnungen (erhöhte Temperatur) jeweils, wohingegen die Folien der Vergleichsbeispiele 3 bis 4, die ohne eine derartige Behandlung mit Aktivkohle erhalten wurden, niedrige Dehnungen (erhöhte Temperatur) jeweils zeigen. Daraus ergibt es sich als notwendig für die vorliegende Erfindung, einen Elektrolyten zu verwenden, von dem wenigstens 60 Vol.% mit Aktivkohle vor der Elektrolyse behandelt sind, und den gesamten Elektrolyten der Elektrolyse innerhalb von 20 Minuten nach der Behandlung auszusetzen.
  • Beispiele 9-11 und Vergleichsbeispiel 5
  • Als Elektrolyt wurde eine saure Kupfersulfatlösung mit 280 g/l Kupfersulfat (CuSO&sub4; 5H&sub2;O) und 100 g/l Schwefelsäure verwandt.
  • Der Elektrolyt wurde fortlaufend bei einer Lösungstemperatur von etwa 50ºC, einer Stromdichte von 50 A/dm² elektrolysiert, während wenigstens 80 Vol.% des Elektrolyten fortlaufend mit Aktivkohle mit einer Geschwindigkeit von 30 cm/s behandelt wurden, wodurch 35 um starke elektrolytisch abgeschiedene Kupferfolien erhalten wurden.
  • Bei diesen Beispielen und bei dem Vergleichsbeispiel wurden die mit Aktivkohle behandelten Teile des Elektrolyten der Elektrolyse 2,5, 10, 20 und 30 Minuten nach der Behandlung jeweils unterworfen.
  • Die Dehnungen (erhöhte Temperatur) der in dieser Weise erhaltenen 35 um starken Kupferfolien und die Zeit zwischen der Behandlung mit Aktivkohle und der Elektrolyse sind in Tabelle 3 dargestellt. Tabelle 3
  • Wie es in der Tabelle 3 angegeben ist, zeigen die elektrolytisch abgeschiedenen Kupferfolien der Beispiele 9 bis 11, die dadurch erhalten werden, daß ein Elektrolyt elektrolysiert wird, von dem ein bestimmter Teil mit Aktivkohle innerhalb von 20 Minuten vor der Elektrolyse behandelt wurde, hohe Dehnungen (erhöhte Temperatur), während andererseits die elektrolytisch abgeschiedene Kupferfolie des Vergleichsbeispiels 5, die dadurch erhalten wurde, daß ein Elektrolyt elektrolysiert wurde, dessen bestimmter Teil mit Aktivkohle 30 Minuten vor der Elektrolyse behandelt wurde, eine niedrige Dehnung (erhöhte Temperatur) zeigt. Das beweist, daß es bei der vorliegenden Erfindung notwendig ist, einen Elektrolyten zu elektrolysieren, von dem ein bestimmter Teil (wenigstens 60 Vol.%) mit Aktivkohle innerhalb von 20 Minuten vor der Elektrolyse behandelt wurde.
  • Die elektrolytisch abgeschiedenen Kupferfolien, die gemäß der vorliegenden Erfindung erhalten werden, zeigen eine hohe Zugfestigkeit und Dehnung bei Raumtemperatur und bei erhöhter Temperatur und können daher für mehrschichtige gedruckte Schaltungsplatten verwandt werden, ohne daß beim Erwärmungsvorgang Risse auftreten, sie sind zufriedenstellend bezüglich der Falzfestigkeit. Sie können daher mit hoher Zuverlässigkeit auch für die Herstellung von flexiblen gedruckten Schaltungsplatten verwandt werden.

Claims (2)

1. Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung einer elektrolytisch abgeschiedenen Kupferfolie, umfassend: Elektrolysieren eines Kupferionen enthaltenden Elektrolyten, der aus 50-100 g/l Salzsäure und 80-180 g/l Schwefelsäure, oder 5-50 g/l Salzsäure und einem Borfluorid in einer Menge, die einem pH-Wert von 0,1-2,0 entspricht, besteht, wobei das Elektrolysieren bei einer Elektrolyttemperatur von 40-60ºC und einer Stromdichte von 30-120 A/dm² durchgeführt wird, und wobei mindestens 60 Vol.% des Elektrolyten kontinuierlich mit Aktivkohle dadurch behandelt wurden, in dem sie mit einer Geschwindigkeit von 5-100 cm/s durch eine Aktivkohlesäule geleitet wurden, und der Elektrolyt kontinuierlich dem Elektrolysieren innerhalb von 20 Minuten nach der Behandlung mit Aktivkohle unterworfen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Kupferionen von Kupfer(II)sulfat oder Kupfer(II)chlorid stammt.
DE3687089T 1985-07-05 1986-04-22 Verfahren zur Herstellung einer Kupferfolie durch elektrolytische Abscheidung. Expired - Lifetime DE3687089T3 (de)

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